2018版高中物理 第1章 机械振动 第2节 简谐运动的力和能量特征课后实践导练 粤教版选修3-4

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1、第2节简谐运动的力和能量特征课标基础1．弹簧振子在光滑水平面上做简谐运动，在振子向平衡位置运动的过程中(　　)A．振子所受的回复力逐渐增大B．振子的位移逐渐增大C．振子的速度逐渐减小D．振子的加速度逐渐减小【解析】　该题考查的是回复力、加速度、速度随位移的变化关系，应根据牛顿第二定律进行分析．当振子向平衡位置运动时，位移逐渐减小，而回复力与位移成正比，故回复力也减小．由牛顿第二定律a＝F/m得加速度也减小．物体向着平衡位置运动时，回复力与速度方向一致，故物体的速度逐渐增大，正确答案选D.【答案】　D2

2、．物体做简谐运动时，下列叙述中正确的是(　　)A．平衡位置就是回复力为零的位置B．处于平衡位置的物体，一定处于平衡状态C．物体到达平衡位置，合力一定为零D．物体到达平衡位置，回复力一定为零【解析】　本题考查简谐运动平衡位置这一知识点，并考查了处于平衡位置时回复力和物体所受合力等问题。应注意平衡位置是回复力等于零的位置，但物体所受到的合力不一定为零。因此A、D正确．【答案】　AD3．弹簧振子多次通过同一位置时，下述物理量变化的有(　　)A．位移　　　　　　　　B．速度C．加速度D．动能【解析】　过同一位

3、置时，位移、回复力和加速度不变．由机械能守恒定律知动能不变，速率不变．由运动情况分析，相邻两次过同一点，速度方向改变．该题的正确选项为B.【答案】　B4．如图1－2－9所示，质量为m的物体A放在质量为M的物体B上，B与弹簧相连，它们一起在光滑水平面上做简谐运动，振动过程中A、B之间无相对运动．设弹簧的劲度系数为k，当物体离开平衡位置的位移为x时，A、B间摩擦力的大小等于(　　)图1－2－9A．kx　　　B.kx　　　C.kx　　　D．0【解析】　A、B一起做简谐运动，对A、B组成的系统而言，回复力是弹

4、簧的弹力，而对于A而言，回复力则是B对A的静摩擦力．利用整体法和牛顿第二定律求出整体的加速度，再利用隔离法求A受到的静摩擦力，对A、B组成的系统，由牛顿定律得F＝(M＋m)a.又F＝kx，则a＝.对A由牛顿第二定律得Ff＝ma＝kx.由以上分析可知：做简谐运动的物体A所受静摩擦力提供回复力，其比例系数为k，不再是弹簧的劲度系数k.【答案】　C5．如图1－2－10所示为某一质点的振动图象，

5、x1

6、>

7、x2

8、，由图可知，在t1和t2两个时刻，质点振动的速度v1、v2与加速度a1、a2的关系为(　　)图1－

9、2－10A．v1a2，方向相同D．a1>a2，方向相反【解析】　由图象知，t1、t2两时刻，质点都在沿x轴负方向运动，越靠近平衡位置，速度越大，故选项A正确．由a＝可知，选项D正确．【答案】　AD能力提升6．甲、乙两弹簧振子，振动图象如图1－2－11所示，则可知(　　)图1－2－11A．两弹簧振子完全相同B．两弹簧振子所受回复力最大值之比F甲∶F乙＝2∶1C．振子甲速度为零时，振子乙速度最大D．振子的振动频率之比f甲∶f乙＝1∶2【解析】　由图可知f甲

10、∶f乙＝1∶2，因此振子不相同，A选项不正确，D选项正确；由图可知C正确；因F甲＝k甲A甲，F乙＝k乙A乙，由于k甲和k乙关系未知，因此无法判断F甲与F乙的数量关系，所以B不正确．【答案】　CD7．如图1－2－12所示，一质量为M的无底木箱，放在水平地面上，一轻质弹簧一端悬于木箱的上边，另一端挂着用细线连接在一起的两物体A和B，mA＝mB＝m.剪断A、B间的细线后，A正好做简谐运动，则当A振动到最高点时，木箱对地面的压力为________图1－2－12【解析】　剪断细线前A的受力情况如图所示，对A有F

11、＝FT＋mg，细线的拉力FT＝mg，弹簧对A的弹力F＝2mg，方向向上，此时弹簧的伸长量Δx＝＝.剪断细线后，A正好做简谐运动，则平衡位置在弹簧的伸长量Δx′＝处，最低点即刚剪断细线时A的位置，距平衡位置的距离为.由简谐运动的特点可知，最高点距平衡位置的距离也为，所以最高点的位置恰好在弹簧的原长处，此时弹簧对木箱的作用力为零，所以此时木箱对地面的压力为Mg.【答案】　Mg考向观摩8．一平台沿竖直方向做简谐运动，一物体置于振动平台上随平台一起运动．当振动平台处于什么位置时，物体对台面的正压力最大(　　)

12、A．当振动平台运动到最高点时B．当振动平台向下运动通过振动中心点时C．当振动平台运动到最低点时D．当振动平台向上运动通过振动中心点时【解析】　物体对台面的正压力最大，由牛顿第三定律可知台面对物体的支持力最大，当平台运动到最高点时，物体受向下的回复力最大，Fmax＝mg－FN>0，FN＝mg－Fmax，FN最小，A错；平台过振动中心时，回复力为零，Fmin＝mg－FN＝0，此时FN＝mg；当平台运动到最低点时，物体受向上的回复力最大，Fmax＝FN－mg>